FUERZAS INTERMOLECULARES Y SOLUBILIDAD (REPORTE)
Alcaide Palapa Miriam López López Samuel Grupo: 24 Objetivos: Distinguir el tipo de atracciones intermoleculares de algunas sustancias así como
comprender las diferencias diferencias entre una molé molécula cula polar y una molécula no no polar y observar el fenómeno de solubilidad solubilidad en algunos disolventes. disolventes. Introducción: Las atracciones intermoleculares, son las que se presentan entre moléculas de
la misma sustancia (fuerzas de cohesión) o de diferente sustancia (fuerzas de adhesión). Estas interacciones o fuerzas son de origen electrostático y son más débiles que las fuerzas entre los iones de carga opuesta. Las interacciones intermoleculares son las que influyen en algunas de las propiedades de las sustancias como el punto de fusión, el punto de ebullición, la solubilidad y los cambios de fase. Dependiendo de la polaridad de las moléculas, las interacciones que pueden presentarse entre ellas son de tipo dipolo-dipolo, ion-dipolo, dipolo-dipolo inducido, dipolo inducido-dipolo inducido-dipolo inducido y puente de hidrógeno. Una aplicación de este tipo de fuerzas es la formación de micelas para separar contaminantes contaminantes del agua. Cuestionario:
a) ¿Qué tipo de interacción se manifiesta las moléculas de cada disolvente? (Llena la tabla 2.) Moléculas
Tipo de interacción
Hexano-hexano
Dipolo inducido-dipolo instantáneo
Éter-eter
Dipolo inducido- dipolo instantáneo
Acetona-acetona
Dipolo-dipolo
Metanol-metanol
Dipolo-dipolo
Agua-agua
Dipolo-dipolo
b) De acuerdo con lo que anotaste en la tabla anterior, coloca los disolventes en orden decreciente de la fuerza intermolecular que mantiene unidas sus moléculas: Agua > Metanol > Acetona > Éter > Hexano
2.- Prueba la miscibilidad de los diferentes disolventes. Llena la tabla 3, marcando con una √ cuando dos disolventes resulten ser miscibles y con una × cuando no lo sean. Tabla 3. Resultados de miscibilidad al mezclar pares de disolventes. éter Acetona
Metanol √
Éter
Hexano
Agua
√
√
√
√
√
×
√
√
Metanol
×
Hexano
a) ¿Qué tipo de interacción se manifiesta entre las moléculas de los diferentes disolventes que componen cada una de las mezclas que probaste? (Completa la tabla Tabla 4. Interacciones entre moléculas de dos disolventes distintos. Moléculas
Tipo de interacción
Acetona-éter
Dipolo-dipolo inducido
Acetona-metanol
Dipolo-dipolo
Acetona-hexano
Dipolo-dipolo inducido
Acetona-agua
Dipolo-dipolo
Éter-metanol
Dipolo-dipolo inducido
Éter-hexano
Dipolo instantáneo-dipolo inducido
Éter-agua
Dipolo-dipolo inducido
Metanol-hexano
Dipolo-dipolo inducido
Metanol-agua
Dipolo-dipolo
Hexano-agua
Dipolo-dipolo inducido
3.- En un tubo de ensaye coloca 0.5 mL de agua y posteriormente agrega 0.5 mL de
éter.
Agita
y
observa.
Adiciona
unas
gotas
de
VIGOROSAMENTE y observa con mucha atención lo que pasa. a) ¿A cuál de las dos fases se integra la acetona? Al éter
acetona.
Agita
b) ¿Cómo puedes explicarlo? Por las fuerzas intermoleculares son similares y la geometría molecular también. 4.- Continúa con la adición de acetona hasta que hayas añadido 2 mL. No olvides agitar VIGOROSAMENTE al final de la adición. Al final observa con mucha atención. a) ¿Qué pasó? Se disolvió por completo, es decir, son miscibles. b) ¿Por qué? Tienen interacciones fuertes que les permiten formar enlaces y ser miscibles entre sí. 5.- Disuelve un cristal (muy pequeño) de yodo en 1 mL de acetona y observa. Repite la operación en otro tubo de ensaye, pero ahora con hexano. Observa. A este último tubo añádele, mililitro por mililitro, 3 mL totales de acetona. Anota tus observaciones. a) Describe lo que pasó entre el yodo y la acetona: Se disolvió el yodo en la acetona, cambiando de color rojizo. b) ¿Qué tipo de interacción intermolecular se manifiesta entre el yodo y la acetona? Dipolo-dipolo inducido. c) Describe lo que observaste en el tubo que contiene yodo y hexano: Cambió de color rosa y formó un poco de precipitado. d) ¿Qué tipo de interacción intermolecular se presenta entre el yodo y el hexano? Dipolo instantáneo-dipolo inducido. e) Describe lo que observaste en el tubo que contenía yodo y hexano al agregar la acetona: Al Agregar poco a poco la acetona fue cambiando poco a poco de color hasta tornarse naranja oscuro y se disolvió por completo hasta desaparecer el precipitado. f) ¿Cuál de las dos posibles interacciones predomina y que explicación sugieres
para esta observación?
El yodo y la acetona, porque sus interacciones
moleculares son similares, esto hace que el yodo rompa enlaces de acetona y reaccionen fácilmente. g) Después de realizado este experimento, ¿qué opinión tienes acerca de la conocida regla empírica “lo similar disuelve a lo similar ? Que si influye mucho pero
no es necesariamente que sea polar o no polar para que se disuelvan, más bien comprobamos que dos sustancias con fuerzas intermoleculares similares se disuelven mejor. 6.- En un tubo de ensaye coloca un pequeño cristal de yodo. Agrega 1 mL de agua e intenta disolver el cristal, agitando vigorosamente. Separa el agua colocándola en otro tubo. A este último, adiciona 1 mL de hexano. Agita y observa. a) ¿Qué pasó? Se forman dos fases, una rosas y una transparente, el rosa pertenece al hexano. b) ¿Por qué? Yodo y hexano tienen fuerzas intermoleculares similares y el agua es todo lo contrario a ellos y es por eso que se formaron dos fases. - Disuelve otro cristalito de yodo en un tubo con 1 mL de agua. En otro tubo disuelve una pequeña cantidad de yoduro de potasio, KI. Vierte la disolución de KI al tubo con la disolución de yodo y toma nota de tus observaciones. Se torna de color amarillo y el yodo precipita. INFORMACIÓN: la reacción que se lleva a cabo es K+ + I- + I2
K+ + I3-
a) ¿Qué tipo de interacción es la que da origen a la especie I3-? Dipolo-dipolo inducido. 8.- Al tubo final del punto 6 agrégale una pequeña cantidad de KI y agítalo vigorosamente. a) Describe lo que observaste y explica lo que sucedió en función de fuerzas intermoleculares: Se formaron dos fases, porque el hexano tiene una fuerza muy débil a comparación del yoduro de potasio, por lo tanto no polar y polar no son miscibles entre sí. 9.- En términos de fuerzas intermoleculares, ¿cuándo es posible disolver una sustancia en otra? Cuando las fuerzas intermoleculares son similares y así saber su polaridad.
10.- “Torito” experimental: Coloca 1 mL de agua en un tubo de ensaye y añade un poco de acetilacetonato de hierro (III) (lo que tomes con la punta de una espátula). Anota tus observaciones: Se disuelve y se torna color naranja. a) Ahora agrega 1 mL de éter etílico y registra lo que observaste. Se formaron dos fases y se disolvió el acetilacetonato de hierro (iii). b) Finalmente, agrega NaCl, agita y anota tus observaciones. Igual dos fases, una color naranja y otra incolora. c) Considerando las interacciones intermoleculares, ¿cómo podrías explicar lo que observaste? Que el cloruro de sodio y el agua tienen fuerzas similares, es decir los dos son polares y es por eso que se formó una sola fase incolora. Para pensar... 11.- Si las interacciones ion-ion son mucho más fuertes que las interacciones iondipolo, ¿por qué muchos compuestos iónicos son solubles en agua? Porque los compuestos iónicos y el agua tienen momentos dipolares diferentes de cero, es decir, son sustancias polares y es por eso que son miscibles entre sí. Análisis de resultados: los resultados fueron basados en la solubilidad de las sustancias, porque hay una fuerte relación con las fuerzas intermoleculares, ya que existen sustancias que no se disuelven y otras sí, esto se basa principalmente en la polaridad e interacciones entre ellas, descubriendo que no depende precisamente de la polaridad de la molécula, sino de las similitudes de los enlaces intermoleculares de la misma. Así mismo vimos los colores y las fases que forman cuando se disuelven sustancias polares-no polares, polares-polares, no polares-no polares; entendiendo ‘’lo similar disuelve a lo similar’’.
Comprobando que las sustancias polares y no polares forman interacciones dipolo-dipolo inducido. Las polares-polares forman dipolo-dipolo y las no polares con no polares forman interacciones dipolo instantáneo-dipolo inducido. Las fuerzas intermoleculares ión-ión son las más fuertes, siguiendo después puentes de hidrogeno y a su vez interacciones de van de vals.
Conclusiones: En esta práctica logramos el objetivo de saber cómo tienen que
ver las fuerzas intermoleculares con la solubilidad , analizando que la frase de ‘’lo similar disuelve a lo s imilar’’ si influye bastante al saber si van hacer miscibles entre ellos, pero más bien vimos que se basa más en que sean similares sus fuerzas intermoleculares. Finalmente llevamos a la práctica que las fuerzas intermoleculares son más débiles que la interacción ion-ion y los puntos más importantes de la práctica fueron:
Influyen significativamente en los puntos de ebullición, fusion y solubilidad. Mientras más grande sea la molécula, más fuertes las fuerzas de van der Waals. Las fuerzas intermoleculares van de orden de: Puente H. >dipolo-dipolo > van der Waals.
Bibliografía:
Brown, T. Química. La ciencia central. Editorial Pearson Educación, Novena Edición, México, 2004, 1152 pp. Chang, R. Química. Editorial Mc Graw Hill, décima edición, México, 2010.
